JPH0788573B2 - Film formation method - Google Patents
Film formation methodInfo
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- JPH0788573B2 JPH0788573B2 JP58138305A JP13830583A JPH0788573B2 JP H0788573 B2 JPH0788573 B2 JP H0788573B2 JP 58138305 A JP58138305 A JP 58138305A JP 13830583 A JP13830583 A JP 13830583A JP H0788573 B2 JPH0788573 B2 JP H0788573B2
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- H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
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- H01J37/3402—Gas-filled discharge tubes operating with cathodic sputtering using supplementary magnetic fields
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Description
【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は、イオンミーリング技術を用いた膜形成方法に
関する。TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to a film forming method using an ion milling technique.
従来、イオン銃を用いた膜形成方法は、例えば第1図に
示す如く行なわれている。先ず、イオン銃1から例えば
Arイオン2を放出し、イオン銃1に対向して設けられた
ターゲット3に衝突させる。Arイオン2は、ターゲット
3からスパッタ粒子4を叩き出す。スパッタ粒子4は、
ターゲット3に対向して設けられた基板5に堆積し、所
定の薄膜を形成する。Conventionally, a film forming method using an ion gun is performed, for example, as shown in FIG. First, from the ion gun 1
Ar ions 2 are emitted and collide with a target 3 provided facing the ion gun 1. The Ar ions 2 knock out the sputtered particles 4 from the target 3. Sputtered particles 4 are
A predetermined thin film is formed by depositing on the substrate 5 provided so as to face the target 3.
このような従来方法によるものでは、ターゲット3のス
パッタ粒子放出面は、イオン銃1及び基板5の表面、即
ち膜形成面の何れに対しても、対向して配置される必要
がある。この場合、Arイオン2によって、ターゲット3
で叩き出されたスパッタ粒子4を基板5の表面に確実に
堆積させるため、ターゲット3のスパッタ粒子放出面に
対するArイオン2の入射角度、及びスパッタ粒子4の放
出角度を適切にとる必要がある。このため、ターゲット
3、イオン銃1、基板5の配置空間を小さくできない。
特に、第1図に示す如く、イオン銃1及び基板5は、一
定の距離を隔てて配置せざるを得ない。その結果、装置
が大型になる問題があった。In such a conventional method, the sputtered particle emission surface of the target 3 needs to be arranged to face both the surface of the ion gun 1 and the substrate 5, that is, the film formation surface. In this case, Ar ion 2 causes target 3
In order to surely deposit the sputtered particles 4 hit out by the method on the surface of the substrate 5, it is necessary to appropriately set the incident angle of the Ar ions 2 with respect to the sputtered particle emission surface of the target 3 and the emission angle of the sputtered particles 4. Therefore, the space for disposing the target 3, the ion gun 1, and the substrate 5 cannot be reduced.
In particular, as shown in FIG. 1, the ion gun 1 and the substrate 5 have to be arranged with a certain distance. As a result, there is a problem that the device becomes large.
また、従来の方法では、ターゲット3のスパッタ粒子放
出面に対向してイオン銃が設けられているため、叩き出
されたスパッタ粒子がイオン銃1内に入り込み、汚染や
電気的なショートを引き起こし易い。その結果、高品質
の薄膜を形成できないという問題があった。特に、この
問題点は、イオン銃1及び基板2の配置空間の縮小化を
も妨げている。Further, in the conventional method, since the ion gun is provided so as to face the sputtered particle emission surface of the target 3, the sputtered particles that have been knocked out easily enter the ion gun 1 and easily cause contamination or electrical short circuit. . As a result, there is a problem that a high quality thin film cannot be formed. In particular, this problem also hinders the reduction of the space for disposing the ion gun 1 and the substrate 2.
本発明は、高品質の薄膜を小型の装置で容易に形成でき
る膜形成方法を提供することをその目的とするものであ
る。An object of the present invention is to provide a film forming method capable of easily forming a high quality thin film with a small device.
本発明は、イオンを偏向させながらターゲットに衝突さ
せることにより、スパッタ粒子のみを基板に堆積させる
手段を採用して、高品質の薄膜を小型の装置で容易に形
成できるようにした膜形成方法である。The present invention is a film forming method that employs a means for depositing only sputtered particles on a substrate by causing ions to deflect while colliding with a target, thereby making it possible to easily form a high-quality thin film with a small-sized apparatus. is there.
以下、本発明の実施例について図面を参照して説明す
る。Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
先ず、第2図に示す如く、形成しようとする薄膜10の材
質で形成されたターゲット11を用意し、ターゲット11の
周囲にイオン銃12を設置する。ターゲット11のスパッタ
粒子放出面に対向して、被処理体である基板13を設置す
る。スパッタ粒子放出面と背合わせの基板13の裏面側後
方には、電磁石14を配置する。First, as shown in FIG. 2, a target 11 made of the material of the thin film 10 to be formed is prepared, and an ion gun 12 is installed around the target 11. A substrate 13 which is an object to be processed is placed facing the sputtered particle emission surface of the target 11. An electromagnet 14 is arranged behind the back surface of the substrate 13 which is back-to-back with the sputtered particle emission surface.
而して、イオン銃12からスパッタ粒子15を叩き出すため
のイオンとして例えばArイオン16を放出する。次いで、
電磁石14に所定の電流を制御しながら通電し、電磁界を
発生させる。この電磁界の強さを電流の制御によって変
化させることにより、Arイオン16の流れを偏向し、ター
ゲット11のスパッタ粒子放出面上にArイオン16を走査す
るようにして衝突させる。ここで、Arイオン16の加速電
圧は、スパッタ効率を考慮して400〜500Vの範囲で設定
するのが望ましい。Arイオン16がスパッタ粒子放出面に
衝突すると、ターゲット11からターゲット粒子15が叩き
出され、叩き出されたターゲット粒子15は基板13の表面
に堆積して薄膜10を形成する。Then, for example, Ar ions 16 are emitted as ions for knocking out the sputtered particles 15 from the ion gun 12. Then
An electric field is generated by energizing the electromagnet 14 while controlling a predetermined current. By changing the strength of this electromagnetic field by controlling the current, the flow of Ar ions 16 is deflected, and the Ar ions 16 are caused to collide on the sputtered particle emission surface of the target 11 in a scanning manner. Here, the acceleration voltage of the Ar ions 16 is preferably set in the range of 400 to 500 V in consideration of the sputtering efficiency. When the Ar ions 16 collide with the sputtered particle emission surface, the target particles 15 are knocked out from the target 11, and the hit target particles 15 are deposited on the surface of the substrate 13 to form the thin film 10.
このように、この薄膜形成方法によれば、Arイオン16を
偏向してターゲット11に衝突させるので、スパッタ粒子
15の飛散方向とターゲット11へ流れ込むArイオン16の流
れとを逆方向に設定することができる。その結果、スパ
ッタ粒子15がイオン銃12内に入り込んで汚染や電気的な
ショートが起きるのを阻止して、極めて高品質の薄膜10
を形成することができる。As described above, according to this thin film forming method, since the Ar ions 16 are deflected and collide with the target 11, sputtered particles are generated.
It is possible to set the scattering direction of 15 and the flow of Ar ions 16 flowing into the target 11 in opposite directions. As a result, the sputtered particles 15 are prevented from entering the ion gun 12 to cause contamination or an electrical short circuit, resulting in an extremely high quality thin film 10.
Can be formed.
また、図示の如く、Arイオン16の流れを180゜程度偏向
させたことによって、ターゲット11は、基板13とだけ対
向させれば良く、ターゲット11とイオン銃12を並列して
配置することができる。このため、ターゲット11、基板
13、イオン銃12、電磁石14の配置空間を可能な限り小さ
くして、小型の膜形成装置を提供することができる。Further, as shown in the drawing, by deflecting the flow of Ar ions 16 by about 180 °, the target 11 only needs to face the substrate 13, and the target 11 and the ion gun 12 can be arranged in parallel. . Therefore, the target 11, substrate
It is possible to provide a small-sized film forming apparatus by reducing the arrangement space of 13, the ion gun 12, and the electromagnet 14 as small as possible.
なお、第3図に示す如く、Arイオン16の流れを偏向させ
る手段として、電磁石14の代りに、偏向板17をターゲッ
ト11と基板13の間を囲むように設けて、これに陽極電圧
を印加して電界を変化させるようにしたものを用いても
良い。As shown in FIG. 3, as a means for deflecting the flow of Ar ions 16, instead of the electromagnet 14, a deflection plate 17 is provided so as to surround the target 11 and the substrate 13, and an anode voltage is applied to this. It is also possible to use a device that changes the electric field.
また、第4図に示す如く、ターゲット18を囲むようにイ
オン銃19aを設けると共に、ターゲット18の中心部にも
イオン銃19bを設けて、このターゲット18に対向して基
板13を設置し、スパッタ粒子15の堆積処理とArイオン20
によるエッチング処理とを同時に行ない、極めて高品質
の薄膜10を形成するようにしても良い。すなわち、外側
のイオン銃19aから放出したArイオン16を、電磁石14に
より偏向させながらターゲット18に衝突させ、スパッタ
粒子15を叩き出して、ターゲット18に対設された基板13
に堆積させる。この堆積処理の際に、同時に中心部のイ
オン銃19bから例えばArイオン20を基板13に向けて放出
し、スパッタ粒子15による堆積層をエッチングさせる。
この際、堆積速度とエッチング速度とを適宜設定するこ
とにより、表面が凹凸の基板13上に良好なステップカバ
レイジで高品質の薄膜10を形成することができる。堆積
速度とエッチング速度の比は、形成する薄膜10の種類、
膜厚、基板13の表面の凹凸度合等に応じて設定するのが
望ましい。例えば、表面に1μm前後の凹凸がある基板
13にSiO2膜を形成する場合、堆積速度とエッチング速度
の比を10:1に設定するのが望ましい。Further, as shown in FIG. 4, an ion gun 19a is provided so as to surround the target 18, and an ion gun 19b is also provided at the center of the target 18, and the substrate 13 is installed so as to face the target 18 and the sputtering is performed. Deposition of particles 15 and Ar ions 20
It is also possible to form the thin film 10 of extremely high quality by simultaneously performing the etching process by. That is, the Ar ions 16 emitted from the ion gun 19a on the outer side are collided with the target 18 while being deflected by the electromagnet 14 to knock out the sputtered particles 15 and the substrate 13 opposite to the target 18.
To deposit. During this deposition process, for example, Ar ions 20 are emitted from the central ion gun 19b toward the substrate 13 at the same time, and the deposited layer formed by the sputtered particles 15 is etched.
At this time, by appropriately setting the deposition rate and the etching rate, it is possible to form the high-quality thin film 10 on the substrate 13 having an uneven surface with good step coverage. The ratio of the deposition rate to the etching rate depends on the type of thin film 10 to be formed,
It is desirable to set it according to the film thickness, the degree of unevenness of the surface of the substrate 13, and the like. For example, a substrate with irregularities of about 1 μm on the surface
When forming a SiO 2 film on 13, it is desirable to set the ratio of the deposition rate to the etching rate to 10: 1.
また、第5図に示す如く、ターゲット21を異なる材質を
用いて、例えば中心部はWターゲット22とし、その周囲
をAlターゲット23としたものに設定し、イオン銃12から
放出される例えばArイオン16の流れを順次偏向させるこ
とによって、基板13上に材質の異なる薄膜10a,10b,10a
を複数層形成させるようにしても良い。すなわち、先
ず、大きな偏向角でArイオン16を偏向させながらターゲ
ト21の外周部、すなわちAlターゲット23に衝突させ、Al
のスパッタ粒子15を叩き出し、基板13上にAl膜10aを形
成する。次いで、偏向角を小さくしてArイオン16をター
ゲット21の中心部に衝突させ、Wのスパッタ粒子15′を
叩き出し、Al膜10a上にW膜10bを形成する。然る後、再
び偏向角を大きくしてターゲット21の外周部23にArイオ
ン16を衝突させて、Alのスパッタ粒子15をW膜10b上に
堆積して、三層構造の薄膜10を基板13上に形成する。Further, as shown in FIG. 5, the target 21 is made of different material, for example, the W target 22 is set at the center and the Al target 23 is set around the target, and Ar ions emitted from the ion gun 12 are set, for example. By deflecting the flow of 16 sequentially, thin films 10a, 10b, 10a of different materials are formed on the substrate 13.
Alternatively, a plurality of layers may be formed. That is, first, while deflecting the Ar ions 16 at a large deflection angle, the Ar ions 16 are made to collide with the outer peripheral portion of the target 21, that is, the Al target 23, and
The sputtered particles 15 are punched out to form an Al film 10a on the substrate 13. Then, the deflection angle is reduced and Ar ions 16 are made to collide with the center of the target 21 to knock out the sputtered particles 15 'of W to form a W film 10b on the Al film 10a. After that, the deflection angle is increased again and Ar ions 16 are made to collide with the outer peripheral portion 23 of the target 21 to deposit sputtered particles 15 of Al on the W film 10b to form the thin film 10 having the three-layer structure on the substrate 13. Form on top.
また、スパッタ粒子15の流れ方向は、垂直方向、水平方
向等、如何なる方向に設定しても良い。更に、ターゲッ
ト11,21の形状についても、如何なるものを用いても良
い。Further, the flow direction of the sputtered particles 15 may be set to any direction such as a vertical direction or a horizontal direction. Furthermore, any shape may be used for the targets 11 and 21.
以上説明した如く、本発明に係る膜形成方法は、高品質
の薄膜を小型の装置で容易に形成できる等の顕著な効果
を有するものである。As described above, the film forming method according to the present invention has a remarkable effect that a high quality thin film can be easily formed with a small apparatus.
第1図は従来の膜形成方法を示す説明図、第2図は偏向
手段として電磁石を用いた本発明の一実施例を示す説明
図、第3図は偏向手段として偏向板を用いた本発明の実
施例を示す説明図、第4図はターゲットをイオン銃で囲
むようにした本発明の実施例を示す説明図、第5図は異
なる材料からなるターゲットを用いた本発明の実施例を
示す説明図である。 10……薄膜、11,18,21……ターゲット、12,19a,19b……
イオン銃、13……基板、14……電磁石、15……スパッタ
粒子、16,20……Arイオン、17……偏向板、22……Alタ
ーゲット、23……Wターゲット。FIG. 1 is an explanatory view showing a conventional film forming method, FIG. 2 is an explanatory view showing an embodiment of the present invention in which an electromagnet is used as the deflecting means, and FIG. 3 is an embodiment in which a deflecting plate is used as the deflecting means. FIG. 4 is an explanatory view showing an embodiment of the present invention in which the target is surrounded by an ion gun, and FIG. 5 shows an embodiment of the present invention using targets made of different materials. FIG. 10 ... Thin film, 11,18,21 ... Target, 12,19a, 19b ...
Ion gun, 13 ... Substrate, 14 ... Electromagnet, 15 ... Sputtered particles, 16,20 ... Ar ions, 17 ... Deflection plate, 22 ... Al target, 23 ... W target.
Claims (4)
オンの流れをターゲットに衝突させ、該イオンの衝突に
よって前記ターゲットから叩き出されたスパッタ粒子を
前記ターゲットから所定間隔を置いて対設された基板上
に堆積させる膜形成方法において、 前記イオン銃を前記ターゲットの端部に近接させて配置
すると共に、前記ターゲットの表面に対する法線と実質
的に平行な方向で且つ前記ターゲットから遠ざかる向き
に前記所定のイオンを放出し、放出されたイオンの流れ
を偏向させて前記ターゲットの表面に衝突させることを
特徴とする膜形成方法。1. A predetermined ion is emitted from an ion gun, the flow of the ion is made to collide with a target, and the sputtered particles knocked out from the target by the collision of the ion are opposed to each other at a predetermined distance from the target. Forming a film on the substrate, the ion gun is disposed close to an end of the target, and a direction substantially parallel to a normal line to the surface of the target and away from the target. A method for forming a film, characterized in that the predetermined ions are ejected onto the target, and the flow of the ejected ions is deflected to collide with the surface of the target.
あり、該イオンの流れを走査しながら前記ターゲットに
衝突させる特許請求の範囲第1項に記載の膜形成方法。2. The film forming method according to claim 1, wherein the means for deflecting the flow of ions is an electromagnetic field, and the ions are made to collide with the target while scanning the flow of ions.
囲むように配置して用いることを特徴とする特許請求の
範囲第1項または第2項に記載の膜形成方法。3. The film forming method according to claim 1 or 2, wherein a plurality of the ion guns are arranged and used so as to surround the target.
ットを用いる特許請求の範囲第1項、第2項または第3
項に記載の膜形成方法。4. A method according to claim 1, wherein a plurality of targets having different compositions or materials are used.
The method for forming a film according to item.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58138305A JPH0788573B2 (en) | 1983-07-28 | 1983-07-28 | Film formation method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58138305A JPH0788573B2 (en) | 1983-07-28 | 1983-07-28 | Film formation method |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6029468A JPS6029468A (en) | 1985-02-14 |
| JPH0788573B2 true JPH0788573B2 (en) | 1995-09-27 |
Family
ID=15218765
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58138305A Expired - Lifetime JPH0788573B2 (en) | 1983-07-28 | 1983-07-28 | Film formation method |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0788573B2 (en) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61119670A (en) * | 1984-11-15 | 1986-06-06 | Toshiba Corp | Film forming device |
| JPS6299460A (en) * | 1985-10-28 | 1987-05-08 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Sputter vapor deposition device |
| JPH0290670U (en) * | 1988-12-27 | 1990-07-18 |
-
1983
- 1983-07-28 JP JP58138305A patent/JPH0788573B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6029468A (en) | 1985-02-14 |
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